Základy binární soustavy a tok dat v počítači (procesor, paměť, vstupy a výstupy)
Struktura hodiny:
1. Úvod (10 minut)
Uvítání studentů, krátké zopakování znalostí z minulé hodiny.
Diskuze: Jak počítače "rozumějí" našemu vstupu? Otázka pro studenty: Co je podle vás uvnitř počítače nejdůležitější pro jeho práci? Cíl: Nastartovat zájem a propojit hodinu s každodenním používáním počítačů.
Vizualizace: Zobrazení diagramu toku dat v počítači na projektoru.
2. Hlavní část (30 minut)
2.1. Binární soustavy (15 minut)
Vysvětlení: Co je binární soustava a proč ji počítače používají?
Výklad s praktickými ukázkami:
Jednoduché převody mezi desítkovou a binární soustavou.
Ukázka základních operací v binární soustavě (např. binární sčítání).
Praktické cvičení: Studenti převádějí čísla (například 5, 12 a 19) z desítkové do binární soustavy a zpět.
2.2. Tok dat v počítači (15 minut)
Srozumitelné vysvětlení komponent procesoru:
ALU (Aritmeticko-logická jednotka) – kde probíhají výpočty.
Registry – ukládání dat pro okamžité použití.
Paměti (RAM vs. HDD/SSD).
Vstupy a výstupy (klávesnice, monitor).
Interakce: Simulace toku dat pomocí role-playing aktivity. Studenti představují různé části počítače a zpracovávají konkrétní vstupy.
Výklad podpořen vizualizací: Použití diagramu toku dat.
3. Závěr (10 minut)
Shrnutí: Co jsme se dnes naučili?
Jak počítače zpracovávají data (binárně).
Jak funguje tok dat v počítači.
Krátký kvíz (viz níže). Otázky k diskuzi: Jakým způsobem mohou tato témata souviset s vývojem softwaru?
4. Zpětná vazba (5 minut)
Studenti sdílí ve skupinách, co pro ně bylo nejnáročnější a co je naopak zaujalo.
Učitel reflektuje zpětnou vazbu a plánuje, čemu věnovat více pozornosti při dalších hodinách.
Tabulka: Klíčové pojmy a metody
Pojem / Koncept
Definice
Příklad / Poznámka
Binární číslo
Číslo vyjádřené pomocí 0 a 1.
101 = 5 v desítkové soustavě
ALU
Aritmeticko-logická jednotka, vykonává výpočty a logické operace.
Sčítání v binární soustavě
Registr
Velmi rychlá paměť pro ukládání dat právě používaných procesorem.
Ukládají mezivýsledky při výpočtech
RAM
Operační paměť počítače, uchovává data nutná pro běh programů.
Uložení dat aplikace běžící na PC
Vstupy
Způsoby, jakými počítač přijímá informace.
Klávesnice, mikrofon
Výstupy
Způsoby, jakými se informace zobrazí uživateli.
Monitor, tiskárna
Otázky pro ověření znalostí
K čemu využívají počítače binární čísla?
Odpověď: K reprezentaci a zpracování veškerých dat (čísla, texty, multimédia).
Kolik je 1101 v desítkové soustavě?
Odpověď: 13.
Které hlavní části obsahuje procesor?
Odpověď: ALU, registry, řadič (control unit).
Jaký je rozdíl mezi RAM a HDD?
Odpověď: RAM je operační paměť (rychlá, data zmizí po vypnutí), HDD/SSD uchovává data dlouhodobě.
Grafické podklady
Infografika binárních čísel:
Diagram toku dat v procesoru:
Bonusový úkol pro studenty
Připravit krátkou prezentaci na téma: "Jak se liší základní komponenty stolního PC a notebooku – vliv na výkon a cenu."
Tuto přípravu tvořila placená verze GPT-4o. Nevím no. Takto bych to rozhodně nevyužila. AI má trošku zkreslenou představu o tom, kolik času co v hodině zabere :-) Hlavně ty obrázky jsou totálně mimo... Učím celkem tři předměty (AJ, INF a Základy programování) a byť AI využívám hojně, primárně si plán hodiny stále připravuji sama. AI mi pomáhá hlavně s doplňkovými materiály (jako třeba "vytvoř mi patnáct vět s těmito jmény (jména dětí ze třídy) na procvičení since a for a předpřítomného času pro aktivitu running dictation" nebo "vymysli mi tři příklady v Pythonu k procvičení modulu random" atd.).
